评估可可木质纤维素材料的储能能力

Marco Rosero, Morayma Muñoz, Jessenia Ayala, Angela García, Antonio Marcilla, Carla Zambonino, Najhely García
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摘要

本研究的目的是确定可可壳材料在电容器配置中的储能能力。这种木质纤维素材料来自厄瓜多尔可可的收获物,用于农工业加工。利用 GC/MS 技术对瞬间热解过程中产生的挥发物进行了分析,并对电容器与两种不同的电解质(硫酸 (H2SO4) 和氯化钠 (NaCl))进行了比较。在惰性氮气(N2)环境下,在热解反应器中以 20 oC min-1 的加热速度对材料进行碳化处理和化学活化处理,并在 850 oC 的相同环境下活化 4 小时。用这种材料制备了电极,并用循环伏安法测试了在不同扫描速率下五个循环的能量储存情况。气相色谱/质谱和循环伏安分析结果表明,制备的二次原料可用于获得高附加值产品。确定的主要挥发性化合物为苯酚、乙酸和醇类。使用 NaCl 电解质时,最大电位为 1.1 kW kg-1;使用 H2SO4 电解质时,最大耐久性为 0.29 kW kg-1,这些值是在 100 mV s-1 的速率下获得的。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Evaluation of the Energy Storage Capacity of Cocoa Lignocellulosic Material
El objetivo de este estudio es determinar la capacidad de almacenamiento energético del material obtenido de cascarilla de cacao en configuración de capacitor. El material lignocelulósico proviene de la cosecha de cacao ecuatoriano utilizado en procesos agroindustriales. Se realizó el análisis de los volátiles generados durante la pirólisis instantáneo mediante la técnica GC/MS; además, de la comparación del capacitor con dos electrólitos diferentes: ácido sulfúrico (H2SO4) y cloruro de sodio (NaCl). El procesamiento del material se realizó mediante un proceso de carbonización y otro de activación por vía química, los cuales se llevaron a cabo en un reactor de pirólisis en atmósfera inerte de nitrógeno (N2) a una velocidad de calefacción de 20 oC min-1 y se activaron a 850 oC en la misma atmósfera por 4 horas. A partir de este material se prepararon los electrodos y se probó mediante voltametría cíclica el almacenamiento de energía a diferentes velocidades de barrido para cinco ciclos. Los resultados del análisis GC/MS y de voltametría cíclica demostraron que la materia prima secundaria preparada puede utilizarse para obtener productos de alto valor agregado. Los principales compuestos volátiles identificados corresponden a fenoles, ácido acético y alcoholes. El máximo potencial fue de 1,1 kW kg-1 con electrolito de NaCl y, la máxima durabilidad se logró con electrolito de H2SO4 con una potencia de 0,29 kW kg-1 estos valores fueron obtenidos a una velocidad de 100 mV s-1.
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